Régler son modèle pour la voltige

Vol

Aig Croche077  avec planeurs

Face au Mont Blanc, et au massif de Trélatête,  au sommet de l’Aiguille Croche. Les Dômes de Miage (3800m) juste en dessous de l’empennage du Quartz vertical.

Réglage d’un planeur de voltige.

Pour voltiger aisément, un planeur doit pouvoir changer d’attitude facilement, conserver cette attitude le temps qu’il faut et ne pas diverger lors des changements de vitesse ou en cas de rafale due aux turbulences du site.

Les changements d’attitude sont provoqués par l’action des gouvernes. Ces changements d’attitude sont facilités par l’inertie la plus faible possible sur tous les axes et non contrés par des dispositifs de stabilisation disproportionnés.

Le planeur doit être vif, précis et rester dans l’attitude où le pilote le place. On admettra donc que la géométrie, le profil et la réalisation ne vont pas à l’encontre de ces principes.

Il reste donc à régler le modèle pour lui permettre de voltiger aisément.

Il faut que la position du centre de poussé et le centre de gravité soient le plus proches possible l’un de l’autre.

Mais si le centre de gravité est fixé de construction (et par ajout éventuel de plomb), le centre de poussée est variable selon la vitesse.

On positionnera donc le centre de gravité  le plus près possible du foyer du modèle complet.

  • La position du centre de poussée varie selon la formule suivante :

                                       Cp = 0.25 – (Cm0/Cz de vol)

Avec :

  • Cp en % de la corde aérodynamique moyenne.
  • Cm0 donné par la géométrie du profil
  • Cz de vol défini précisément par le centrage (positionnement de Cg: centre de gravité  où s’appliquent les forces d’inertie du modèle).

 

Foyer du modèle complet:

C’est la composition géométrique des foyers de l’aile, du stabilisateur et du fuselage.

Cette composition est une égalité entre le couple piqueur du profil et le couple cabreur du stabilisateur que l’on peut écrire :

(pos_CP_aile% – pos_CG%)*Corde_Aile*Cz_aile*Surf_Aile + Levier_stab*Cz_stab*Surf_Stab = 0

On reconnait ici une équation simplifiée tirée de l’excellent ouvrage de Frank Aguerre.

Le foyer du profil de l’aile ou du stabilisateur est le point autour duquel un changement d’incidence ne provoque pas de variation de couple piqueur ou cabreur. On dit alors que le «moment» (des forces en ce point) est nul. Le foyer est situé à 25% de la corde d’un profil, quelle que soit la courbure de ce profil. Ce n’est pas là qu’il faut centrer et ce n’est en aucun cas la preuve que le centre de poussée ne se déplace pas selon l’incidence. Le foyer n’est donc pas une simple convention facilitant les calculs, mais a une réelle dimension physique.

Je cite ici Frank Aguerre :

  • => Cette équation permet de calculer le Cz de stab, donc le calage de ce dernier (moyennant la connaissance de l’angle de déflexion de sillage) pour le Cz d’aile considéré. On constate au passage que le calage du stab dépend du Cm0 du profil d’aile et du centrage.
  • => Dans le cas d’une aile volante, il ne reste que la relation Cm0 – centrage, montrant la dépendance du trim de profondeur (qui définit le Cm0 d’une aile volante) par rapport au centrage. Dérivons maintenant par rapport à l’incidence l’équation de l’équilibre autour du CG pour étudier la stabilité :
    (25% – pos_CG%)*Corde_Aile*Surf_Aile*dCz_aile/dAlpha + Levier_stab*Surf_Stab*dCz_stab/dAlpha = 0On trouve alors, en réintroduisant la marge statique (ms, considérée comme nulle ci-avant par commodité) :

pos_CG% = 25% + Levier_stab*Surf_Stab/(Surf_Aile*Corde_Aile)*dCz_stab/dCz_aile – ms

Expression qui comporte donc :

 

la position du foyer de l’aile : 25%

le volume de stab : Levier_stab*Surf_Stab/(Surf_Aile*Corde_Aile)

l’efficacité de portance du stab relativement à l’aile : dCz_stab/dCz_aile (dépend principalement des allongements des deux voilures et de la déflexion de sillage de l’aile vue par le stab)

le taux de stabilité : ms

  • => La position du CG ne comporte donc aucun lien avec le Cm0 (ou l’Alpha0) du profil, qui sont les caractéristiques influencées par la forme du profil (en plus des polaires de Cx).
  • => La position du CG ne dépend que de la géométrie plane de l’avion et du taux de stabilité voulu.

Le calcul de la position du foyer du modèle complet permet de définir la limite du centrage arrière: au-delà le modèle devient divergeant et accentue les déviations de trajectoire.

Si on admet de centrer (positionner Cg) au foyer pour rendre le modèle complètement neutre (pas forcément confortable), il faudra néanmoins faire le choix de privilégier un Cz de vol (donc une vitesse) Cz de vol définissant le Vé longitudinal.

Ensuite on fixera une marge de stabilité pour rendre le pilotage plus confortable notamment en cas de rafale et en fonction des changements de vitesse de vol dus aux différentes phases de chaque figure.

Je détermine le Cz de vol à privilégier pour la voltige entre Cz=0.2 et Cz=0.3

Quartz vue 2D polaire vitesse

Ci dessus, le Quartz en cours d’étude à l’aide de PredimRC.

Mes planeurs sont en effet réglés pour faire les figures sans beaucoup d’élan. Par exemple le cercle en 4 tonneaux s’effectue sans aucune prise d’élan. Que serait en effet cet élan lors du dernier tonneau ?

La plupart des figures passent à vitesse nominale de vol mis à part les boucles positives et les doubles renversement qui nécessitent un surplus de vitesse pour entamer les phases ascendantes.

Tout ça peut paraitre compliqué, mais heureusement un logiciel longuement perfectionné par Frank Aguerre permet sans prise de tête, de définir les réglages qui vont bien en fonction du régime de vol souhaité.

C’est PredimRC, téléchargeable gratuitement sur le site :

http://www.jivaro-models.org/predim_rc/page_predim_rc.htm

Frank Aguerre a créé un blog pour débattre de ces sujets en général :

http://rcaerolab.eklablog.com/

Pour charger la dernière version de PredimRC (2.58c):

http://rcaerolab.eklablog.com/predimrc-p1144024

rubrique contact: http://rcaerolab.eklablog.com/contact

Des exemples basés sur mes modèles que je connais bien et que l’on peut voir voler sur mes vidéos seront argumentés sur ce site: Guignol, Troll, Quartz, Sylphe.

La prise main de ce logiciel est facilitée par une notice bien faite qu’il faudra prendre le temps de lire une ou deux fois… et de relire à mesure que la compréhension des paramètres à faire varier se précise.

 

 

Le Club AMCVienne dont je suis membre, a organisé deux  journées de formation à la prise en main de ce logiciel.

DSC01065 red

 

Les participants, tous pilotes très actifs sur la pente du club ou ailleurs ont beaucoup apprécié la pertinence de ce logiciel. Ils avaient au préalable téléchargé PredimRC et avaient déjà mis les caractéristiques géométriques de leur planeur dans les cases pour se poser les bonnes questions.

 

Ceci a permis de montrer par exemple l’amélioration de la polaire des grands planeurs en fonction de leur poids. Sur un grand planeur l’augmentation du poids améliore sensiblement la finesse.

Le 2ème séminaire animé par Olivier D. a démontré l’intérêt des turbulateurs en amont de l’articulation des volets, sur les ailes et sur les stabilisateurs.

DSC00938_cr_red

Un Guignol, petit planeur de voltige était aussi disponible pour effectuer des mesures concrètes. Plusieurs des participants avaient d’ailleurs pu piloter ce petit planeur de voltige sur la pente du club ou en montagne.

Un montage diapos *.ppt a permis quelques rappels utiles de vocabulaire. Ce montage est difficilement exploitable sans les commentaires oraux associés.

 

Procédure de réglage d’un planeur:

La géométrie plane (vue de dessus) de l’avion permet de calculer le foyer du modèle complet.

Le foyer du modèle complet associé au choix de la marge statique détermine le centrage.

Alpha0 du profil aile + l’allongement aile + le Cz à privilégier définissent le calage aile / fuselage.

Le Cm0 profil aile + le calage aile / fuselage + la marge statique + le Cz à privilégier définissent le calage stab / fuselage (donc le Vé longitudinal)

Ensuite c’est en vol que ça se passe.

D’abord avec le fameux test du piqué…

Puis en réalisant les figures de voltige par toutes les conditions aérologiques.

C’est dire qu’un planeur se règle petit à petit à mesure des progrès du pilote.

 

Un complément d’informations peut être trouvé ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Stabilit%C3%A9_longitudinale_(aviation)

Et plus particulièrement : https://fr.wikipedia.org/wiki/Stabilit%C3%A9_longitudinale_(aviation)#Le_centre_a.C3.A9rodynamique_ou_.22foyer.22_du_profil

 

Un nouveau livre de Frank Aguerre sur la mécanique du vol à découvrir ici:

http://rcaerolab.eklablog.com/livre-mecanique-du-vol-conception-aerodynamique-p1157624

pour charger le logiciel et sa notice très bien faite: http://rcaerolab.eklablog.com/predimrc-p1144024

Comparaison TP42 et SB96V sur le Troll par Stéphane Combet ici: https://voltige-planeur-rc.net/2017/02/21/reflexions-sur-le-profil-sb96v/#more-2909

Ceci démontre s’il était besoin l’intérêt de PredimRC…

renversement sortie dos red

Aux Iles Féroé…

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